海工耐久混凝土裂缝控制技术(2)

为提高混凝土的结构耐久性，改善混凝土配合比应遵循的一般原则如下：

(1)选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性能的水泥和集料等原材料，在混凝土中掺入矿物掺和料，并保证掺量合适。还要时刻了解原材料的变化，特别是矿粉、粉煤灰、外加剂等的变化情况。如了解生产粉煤灰原材料(煤)的变化情况等。一般情况下，掺和材料的比表面积越大，混凝土的强度越高，但混凝土的收缩量也越大。故在能保证混凝土的设计强度、弹模和氯离子扩散系数等技术指标的情况下，掺和料并非越细越好。

(2)控制混凝土的绝对温度，即控制胶凝材料的总用量或胶凝材料总的热量，并设法将水化热的温度峰值朝后推，即推迟水化热温度峰值产生的时间。

(3)适当降低混凝土的水胶比，在混凝土中添加引气剂。高性能混凝土的水胶比比较小，国际上曾用到0.28，但由此也带来了许多问题，如混凝土的早期开裂。因水胶比小，则其抵御温差的能力非常低，稍有不慎就会出现裂缝。后来国际上应用从小变到大，并不提倡一味的降低水胶比，这是许多工程实例的教训。

3.1.2 拌制混凝土时，应严格执行配合比。以前施工大都有随便变更施工配合比、随便加水等不良习惯，在此应坚决杜绝。因为任何微小的变化均有可能导致混凝土性能的变化，如早期强度、弹模、塌落度、其它工作性能等、裂缝等各种不利情况发生。应确保混凝土的拌制时间，混凝土的拌合应严格按照有关规定执行。

(1)拌制时，原材料及各种矿物掺和料、外加剂的计量要非常准确，特别是原材料(砂、石)的含水率的变化、外加剂掺量的微小偏差都将引起配合比的变化，并增加裂缝控制的难度。矿物掺合料的充分分散是影响混凝土的性能的关键。同时海工混凝土拌合时间也要比普通混凝土的拌和时间稍长一些，这都是因为海工耐久混凝土比较脆弱，波动性较大的原因。因此必须严格控制工艺，计量一定要准确。

(2)由于矿粉等掺和物的颗粒极小，比表面积为水泥的几倍或几十倍，致使海工耐久混凝土水化时释放的热量多;同时其温度控制要求高，梁体内温升峰值控制困难，特别是对于像杭州湾跨海大桥70米箱梁这种大体积、薄壁混凝土结构，由于水化热升高使体内温差加大，更容易产生裂缝。因此对原材料的入机温度、混凝土初始入模温度等各方面均要严格控制。特别是夏天，要对砂石料遮阳、降温，对水泥要提前预留散热时间或采取其它降温措施，如在拌和用水中加冰块降温等。海工耐久混凝土配合比也应针对夏天、冬天、标准常温设计不同的配合比，并有相应的措施，因为它对外界环境温度是敏感的。

3.1.3 施工时保证新拌混凝土能及时并有连续较长的养护时间。这一点将在后面做具体的分析。

3.1.4 严格控制一些关键温度：

(1)控制混凝土的入模温度，不宜超过28℃，不应大于30℃;

(2)大体积混凝土入模后30分钟的最大温升应小于30℃;

(3)混凝土的出机温度应控制在5℃～28℃之间。

3.1.5 其它有关措施：

(1)对热应力裂缝：由于胶凝材料的水化引起体积变化所导致的裂缝，在混凝土配合比试配时，为防止这种热应力裂缝的措施是减少胶凝材料的用量，降低总的水化热，不要超强，掺粉煤灰及合适数量的磨细矿粉。

(2)对收缩裂缝的防止，可以采用最小的总水量，最小的水胶比，减少水泥浆的用量，尽量采用容许的最大粒径的骨料并尽量增加其用量。

3.2 控制裂缝产生的另一个措施就是良好的养护

等待凝固的时间正是混凝土对塑性收缩裂缝最敏感的时间。因此，需要及时养护。塑性收缩裂缝还取决于混凝土泌水、气温、相对湿度、混凝土温度、风速等因素。解决的措施就是养护，也就是控制水份的蒸发，控制热量损失速率——保温隔热。但对于收缩裂缝，养护至少可以延缓裂缝的产生，这对于预应力混凝土梁是很有好处的。因为到裂缝即将产生时，正好预应力已初张拉完毕。

对于海工耐久混凝土，施工时应尽量减少混凝土暴露的工作面和暴露时间，浇筑完后应立即抹平进入养护程序。

实际上对于普通混凝土来说养护也是非常重要的环节。以前许多工程中出现的裂缝，绝大多数是因为养护没有及时跟上或是措施不当或工艺不到位等造成的。高性能的混凝土对养护的要求很高，可以说海工混凝土最后的成功与否、是否开裂，在配合比一定的前提下，养护起决定的作用，而养护要求与环境温度息息相关。

养护的一般措施有：a)对混凝土喷雾;b)建挡风设施;c)在抹面操作过程当中，对还未来得及抹面的混凝土用塑料薄膜覆盖;d)使用养护剂;e)一次完成抹面。海工耐久混凝土比普通混凝土养护措施要更多、更细、更及时。

(1)养护材料：应选择粗麻布织物，工程织物(如土工布)，液体膜形成剂或者棉织垫层材料，对此许多技术规范有相关的规定，杭州湾跨海大桥70m箱梁预制采用的是比较好的土工布与养护剂相结合的措施。

(2)养护开始时间：应在浇筑完毕后立即进行覆盖保温。对于所有暴露的没有模板覆盖的表面包括箱内底板顶面，在不影响混凝土表面质量的情况下应尽早覆盖养护材料。对箱梁混凝土顶板，在浇筑完并收浆抹平之后混凝土面能站人而无脚印时，应开始覆盖养护毯或麻布织物，并在搭接处有足够的重叠，以形成有效的防干燥密封空间，然后立即浇水保湿(冬天除外)，并在整个7天养护时期内保持湿润状态。杭州湾跨海大桥70m梁预制施工时设有专门的收浆平台，对桥面进行收浆作业时，不站在混凝土上，这样保证了不破坏混凝土面的平整性。在覆盖土工布前若天气干燥、气温较高、风速较大，可以用喷雾器在混凝土表面喷水保持潮湿，直到盖上土工布等材料后洒水养护。

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